江 红 段滨红 向朝峰 杜馥曼 王 丹 王旭萍

（黑龙江省医院，黑龙江 哈尔滨 150036）

黄芪注射液对糖尿病心肌病大鼠左心室功能及血清GLP-1水平的影响*

江 红 段滨红 向朝峰 杜馥曼 王 丹 王旭萍

（黑龙江省医院，黑龙江 哈尔滨 150036）

目的观察黄芪注射液对糖尿病心肌病大鼠左心室功能及血清胰高血糖素样肽-1（GLP-1）水平的影响。方法 Wister大鼠随机分为对照组和糖尿病组，将成模糖尿病大鼠随机分为心肌功能正常组与心肌病组两组，心肌病组给予阿霉素腹腔注射。采用超声仪检测大鼠左心室整体功能，采用左室射血分数（LVEF）＜42%作为糖尿病大鼠心肌病模型造模成功的标准。将成模心肌病组大鼠随机分为模型对照组与黄芪组，黄芪组每日将60 mg/mL黄芪注射液按200 mg/kg灌胃给药。心肌功能正常组为对照组。观察黄芪对大鼠左心室整体功能的影响及血清GLP-1水平。结果 与对照组相比，模型对照组及黄芪组LVEF、左室短轴缩短率（LVFS）、GLP-1水平明显下降（P＜0.05）。与模型对照组相比，黄芪组LVEF、左室短轴缩短率（LVFS）、GLP-1水平明显升高，比较有显著差异（P＜0.05）。GLP-1水平与LVEF、LVFS呈正相关（相关系数为r=0.35，P＜0.05；r=0.26，P＜0.05）。结论 黄芪注射液可以改善2型糖尿病心肌病大鼠的心室功能及提高2型糖尿病心肌病大鼠血清GLP-1水平，GLP-1水平与LVEF、LVFS呈正相关。

糖尿病心肌病 黄芪注射液 胰高血糖素样肽-1 心室功能

糖尿病患者并发心血管事件的危险性增高，心血管并发症也是糖尿病的主要致死原因［1］。糖尿病心肌病患者心肌存在弥漫性心肌壁内小血管病变，毛细血管密度明显减低，内皮及内皮下纤维增生、基膜增厚，已经引起人们的广泛关注，关于其心肌功能障碍研究也成为了热点［2］。因此需要治疗糖尿病患者同时，减少心血管并发症的发生，带来更大的心血管益处。胰高血糖素样肽-1（GLP-1）及其类似物具有十分重要的心血管保护作用，具有增心肌葡萄糖摄取，改善内皮功能，减少心肌梗死面积，抗炎症及抗动脉硬化，抑制血管内皮心肌细胞凋亡等作用，但其在心血管疾病中的具体作用机制尚不明确。既往研究发现，黄芪活性成分可以有效防治2型糖尿病，黄芪可能会改善2型糖尿病患者的胰岛素抵抗、增加胰岛素敏感性、抗炎、抗氧化应激，降低血脂，抑制β细胞凋亡，促进胰岛素的分泌等，具有潜在防治DM及其血管并发症作用［3-5］。黄芪活性成分可以提高2型糖尿病大鼠的血清GLP-1水平［6］。黄芪是否可以改善2型糖尿病患者的左室收缩及舒张功能及内源性GLP-1分泌产生影响，目前国内外对此研究不多。本研究建立心肌缺血的2型糖尿病大鼠动物模型，观察黄芪注射液对大鼠左心室整体功能的影响及血清GLP-1水平，为临床治疗提供理论依据。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 试药和动物 大鼠常规饲料购自哈尔滨医科大学实验动物中心。链脲佐菌素注射液（STZ）购自Sigma公司。3周龄断乳期雄性、健康清洁级大鼠40只，购自哈尔滨医科大学实验动物中心。黄芪注射液由石家庄神威药业提供。GLP-1试剂盒为北京科美东雅生物技术有限公司产品。血糖试纸（强生医疗器材有限公司），血清胰岛素试剂盒（上海酶联生物科技有限公司）。超声检测仪（德国西门子公司，型号ACUSONSC2000）。

1.2 模型制备 1）糖尿病大鼠动物模型：3周龄断乳期雄性、健康清洁级大鼠40只，体质量55～70 g。饲养环境清洁，室温（24±3）℃，每笼5只，自由摄食、饮水，每周测量1次体质量。大鼠适应性饲养1周后，给予STZ 30 mg/kg一次性腹腔内注射；1周后测血糖，空腹血糖（FBG）＞11.1 mmol/L，并出现多饮、多尿症状为糖尿病大鼠成模标准。2）心肌病的糖尿病大鼠模型：将成模糖尿病大鼠随机分为心肌功能正常组与心肌病组两组。随机选取18只成模的糖尿病大鼠，给予阿霉素腹腔注射，2.5 mg/kg，3次/周，间隔2周，再用1周，共6次，总剂量15 mg/kg［7］，最后一次注射完成后，观察4周。心肌功能正常组大鼠腹腔注射等量柠檬酸缓冲液。采用超声仪检测大鼠左心室整体功能，对照正常大鼠的左室射血分数（LVEF），采用LVEF＜42%作为糖尿病大鼠心肌病模型造模成功的标准［8］。

1.3 分组与给药 将成模心肌病组大鼠随机分为模型对照组与黄芪组两组，黄芪组大鼠每天同一时间给予60 mg/mL黄芪注射液液灌胃，剂量200 mg/kg，每日1次，直至实验结束，同时对照组和模型组每日灌喂0.9%氯化钠注射液，剂量、频率同黄芪组。心肌功能正常组为对照组。

1.4 标本采集与检测 1）一般情况。1周后，观察各组大鼠饮食、尿量和毛发变化，测定各组大鼠空腹血糖及空腹胰岛素水平，并做好记录。2）检测大鼠左心室整体功能。3.5%的水合氯醛100～200 mg/kg麻醉大鼠，待麻醉满意后快速去毛暴露胸前区心脏所在部位皮肤，左侧卧位固定，行经胸超声心动图检查。检查完毕后测量记录各组超声指标：舒张期室间隔厚度（IVSd），心率（HR），舒张期左心室后壁厚度（LVPWd）、左心室舒张末内径（LVEDD）及左心室收缩末内径（LVESD）。每组数据均测量3个心动周期求平均值，并按照Teichholtz公式计算左室短轴缩短率 （LVFS），LVEF：LVFS=（LVEDD-LVESD）×100%/LVEDD；LVEF=［7×LVEDD3/（2.4+LVEDD）-7×LVESD3/（2.4+LVESD）］×100%/［7× LVEDD3/（2.4+LVEDD）］。3）测定大鼠空腹血清GLP-1水平。超声心动图检查完毕后，从大鼠尾静脉处抽取血液标本，静置2 h后3000 r/min离心10 min，-80℃冰箱保存。用酶联免疫吸附（ELISA）法检测血清中GLP-1水平，操作步骤参照试剂盒说明进行。

1.5 统计学处理 应用SPSS16.0统计软件处理。两组间比较采用t检验。单因素相关性分析用Logistic回归分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

见表1，表2。与对照组相比，模型对照组大鼠的FBG、血清胰岛素水平（INS）明显升高（P＜0.05）。如表1所示，给予黄芪干预后，黄芪组大鼠的FBG、INS水平明显升高水平与模型对照组相当（P＞0.05）。与对照组相比，模型对照组及黄芪组LVEF、LVFS、GLP-1水平明显下降 （P＜0.05）。与模型对照组相比，黄芪组LVEF、LVFS、GLP-1水平明显升高（P＜0.05）。GLP-1水平与LVEF、LVFS呈正相关（相关系数为r=0.35，P＜0.05；r=0.26，P＜0.05）。提示黄芪注射液可以改善2型糖尿病心肌病大鼠的心室功能及提高2型糖尿病心肌病大鼠血清GLP-1水平，本实验结果为糖尿病的早期预防及治疗提供理论据。

表1 各组血糖及胰岛素水平比较（）

表1 各组血糖及胰岛素水平比较（）

与对照组比较，△P ＜ 0.05。

?

表2 各组心功能测量值及血清GLP-1浓度比较（）

表2 各组心功能测量值及血清GLP-1浓度比较（）

与对照组比较，*P ＜ 0.05；与模型对照组比较，△P ＜ 0.05。

?

3 讨 论

糖尿病心肌病是具有较高的发病率和死亡率的心肌疾病，为严重的糖尿病心血管并发症。本病发病的早期主要表现为心肌功能障碍。在缺乏冠心病、高血压等其他心血管疾病的前提下，糖尿病早期阶段已经出现心肌功能的损伤，这无论是对糖尿病患者的临床观察还是糖尿病动物模型的研究中均得以证实［9-11］。Mandavia等也认为糖尿病心肌病早期阶段即可出现以室壁僵硬和心室舒张时间延长为特点的舒张功能紊乱［12-14］。

GLP-1对维持心肌正常的结构与功能有着重要作用。Nikolaidis等给心予肌病犬模型，持续48 h静滴GLP-1，发现GLP-1可以显著增加心输出量、显著改善左室收缩与舒张功能［15］。Poornima等给心力衰竭的糖尿病大鼠注射GLP-1，3个月后大鼠的心脏收缩功能显著提高，心肌细胞凋亡减少［16］。Sokos等在对糖尿病合并心力衰竭患者研究中发现，心力衰竭患者使用GLP-1治疗5周后，12例患者的LVEF、心肌最大氧耗明显增加［17］。Thrainsdottir等研究发现，2型糖尿病合并心力衰竭患者使用GLP-1治疗，心脏舒缩功能均有改善［18］。但GLP-1价格昂贵，临床中应用受到限制，如果临床中可以发现其他经济有效的，能够促进内源性GLP-1分泌的物质及可以改善糖尿病患者心脏功能的药物，对临床糖尿病患者治疗有重大意义。

本研究发现，与对照组相比，模型对照组及黄芪组LVEF、LVFS、GLP-1水平明显下降，空腹血糖、血清胰岛素水平明显升高。与模型对照组相比，黄芪组LVEF、LVFS、GLP-1水平明显升高。FBG、INS水平明显升高水平与模型对照组组比较差异均无统计学意义（P＞0.05）GLP-1水平与LVEF、LVFS呈正相关 （相关系数为r=0.35，P＜0.05；r=0.26，P＜0.05），提示黄芪注射液可以改善2型糖尿病心肌病大鼠的心室功能及提高2型糖尿病心肌病大鼠血清GLP-1水平。

因此，本研究提示黄芪注射液可以改善2型糖尿病心肌病大鼠的心肌功能及提高2型糖尿病心肌病大鼠血清GLP-1水平，减轻心肌细胞的损伤。本实验结果为糖尿病心肌病的早期预防及治疗提供理论依据。

［1］ 1DF diabetes atlas；global estimates of the prevalence of diabetes for 2011 and 2030［J］.Diabetes Res Clin Pract，2011，94（3）：311-321.

［2］ Kiencke S，Handschin R，von Dahlen R，et al.Pre-clinical diabetic Cardiomyop-athy：prevalence，screening，and outcome［J］.Eur J Heart Fail，2010，12（9）：951-957.

［3］ Tu S，Shao A，Ren L，et al.Angiogenesis effect of Astragalus polysaccharide combined with endothelial progenitor cells therapy in diabetic male rat following experimental hind limb ischemia［J］.Chin Med J（Engl），2014，127（11）：2121-2128.

［4］ Zhao L，Wu H，Zhao A.The in vivo and in vitro study of polysaccharides from a two-herb formula on ulcerative colitis and potential mechanism of action［J］.J Ethnopharmacol，2014，153（1）：151-159.

［5］ Zhang K，Pugliese M，Pugliese A，et al.Biological active ingredients of traditional Chinese herb Astragalusmembranaceus on treatment of diabetes：a systematic review［J］. Mini Rev Med Chem，2015，162（15）：315-329.

［6］ 江红，段滨红，杜馥曼，等.黄芪对糖尿病大鼠血清GLP-1及TNF-α、IL-18的影响［J］.中国中医急症，2014，5（23）：801-803.

［7］ Shah HR，Vaynblat M，Ramdev G，et al.Experimental cardiomyopa-thy as a model of chronic heart failure［J］.Invest Surg，1997，10（6）：387-396.

［8］ WU Zhenjun.Cardiomyocyte apoptosis and structure of pu-l monary vascular of rats with heart failure and effect ofmedication［D］.Beijing：Peking Union Medical College，2004.

［9］ Aydemir M，Ozturk N，Dogan S，et al.Sodium tungstate administration Amelior-ated diabetes-induced electrical and contractile remodeling of rat heart without normalization of hyperglycemia［J］.BiolTraceEleRes，2012，148（2）：216-223.

［10］Mandavia CH，Pulakat L，Demarco V，et al.Over-nutrition and metabolic cardio-myopathy［J］.Metabolism，2012，61（9）：1205-1210.

［11］D'Souza A，Howarth FC，Yanni J，et al.Left ventricle structural remodelling in the prediabetic Goto-Kakizaki rat［J］. Exp Physiol，2011，96（9）：875-888.

［12］Ozturk N，Yaras N，Ozmen A，et al.Long-term administration of rosuvastatin prevents contractile and electrical remodelling of diabetic rat heart［J］.J Bioenerg Biomembr，2013，45（4）：343-352.

［13］Poornima IG，Parikh P，Shannon RP.Diabetic cardiomyopathy：the search for a unifying hypothesis［J］.Circ Res，2006，98（5）：596-605.

［14］D'Souza A，Howarth FC，Yanni J，et al.Left ventricle structural remodelling in the prediabetic Goto-Kakizaki rat［J］. Exp Physiol，2011，96（9）：875-888.

［15］ Nikolaidis LA，Elahi D，Hentosz T，et al．Recombinant glucagons-like Peptide-1 increases myocardial glucose uptake and improves left ven-tricular performance in conscious dogs with pacing induced dilated cardiomyopathy［J］．Circulation，2004，110（8）：955.

［16］Poornima I，Brown SB，Bhashyam S，et al．Chronic glucagonlike peptide-1 infusion sustains left ventricular systolic function and prolongs survival in the spontaneously hypertensive，heart failure prone rat［J］．CircHeart Fail，2008，1（3）：153.

［17］Thrainsdottir I，Malmberg K，Olsson A，et al．Initial experience with GLP-1 treatment on metabolic control and myocardial function in patients with type 2 diabetes mellitus and heart failure［J］．Diab Vasc Dis Res，2004，1（1）：40.

［18］Sokos GG，Nikolaidis LA，Mankad S，et al．Glucagon likepeptide-1 infusion improves left ventricular ejection fraction and functional status in patients with chronic heart failure［J］．J Card Fail，2006，12（9）：694.

The Effect of Astragalus Injection on the Left Ventricular Function and Plasma Levels of Glp-1 in Rats with Type 2 Diabetic Cardiomyopathy

JIANG Hong，DUAN Binhong，XIANG Chaofeng，et al.

Heilongjiang Hospital，Heilongjiang，Harbin 150036，China.

Objective：To explore the effect of astragalus injection on the left ventricular function and plasma levels of Glp-1 in rats with type 2 diabetic cardiomyopathy.Methods：Wister rats were randomly divided into the control group and the diabetic group.The diabetic rats were randomly divided into 2 groups：the normal myocardial function group and the cardiomyopathy group.The cardiomyopathy group was given intraperitoneal injection of adriamycin.We used ultrasonic instrument to detect the left ventricular global function in rats and took EF＜42%as the success criteria on building the rats model with type 2 diabetic cardiomyopathy.The rats with type 2 diabetic cardiomyopathy were randomly divided into the model control group and the astragalus group.The astragalus group was infused with 60 mg/mL astragalus injection per day at dose of 200 mg/kg body mass.The normal myocardial function group was considered the control group.The effect of astragalus on the left ventricular function and plasma levels of Glp-1 in rats with type 2 diabetic cardiomyopathy was explored.Results：Compared with The control group，the LVEF，LVFS，glp-1 levels of the model control group and the astragalus group significantly decreased（P＜0.05）.Compared with the model control group，the LVEF，LVFS，glp-1 levels of astragalus group significantly elevated（P＜0.05）.Glp-1 levels and LVEF，LVFS were positively correlated（correlation coefficient of r=0.35，P＜0.05；r=0.26，P＜0.05）.Conclusion：Astragalus injection can improve the ventricular function and the serum levels of glp-1 of type 2 diabetic cardiomyopathy rats.Glp-1 levels and LVEF，LVFS are positively correlated.

Diabetic cardiomyopathy；Astragalus injection；Glucagon like peptide 1；Ventricular function

·研究报告·

黑龙江省卫生厅课题（2014-132）

R285.5

A

1004-745X（2016）11-2052-04

10.3969/j.issn.1004-745X.2016.11.010

（2016-04-15）